CN106286635A - 一种用于电动汽车的液压阻尼式离合器 - Google Patents

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王文伟
林程
孙逢春
高丰岭
马军
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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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    • F16D35/02—Fluid clutches in which the clutching is predominantly obtained by fluid adhesion with rotary working chambers and rotary reservoirs, e.g. in one coupling part
    • F16D35/021—Fluid clutches in which the clutching is predominantly obtained by fluid adhesion with rotary working chambers and rotary reservoirs, e.g. in one coupling part actuated by valves
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Abstract

本系统采用双电机分别通过两条不同速比的驱动输入路线，汇集于一路动力输出的模式；其中一条输入路线是高速比传动路线，另一条输入路线是低速比传动路线，两个电机分别通过上述高速比接口与低速比接口输入动力；高速比接口的电机动力通过电磁离合器传到减速器输入齿轮轴，输入齿轮轴通过两级高速比的减速齿轮将动力传给输出齿轮，输出齿轮在将动力传给与该电机输出轴方向相反的输出轴；同理，低速比接口的电机动力通过电磁离合器传到减速器输入齿轮轴，输入齿轮轴通过两级较低速比的减速齿轮将动力传给如上所述的同一个输出齿轮，输出齿轮再将动力传给与该电机输出轴方向相反的输出轴。

Description

一种用于电动汽车的液压阻尼式离合器
技术领域
本发明属于机械传动技术领域，更加具体地说，涉及电动汽车传动系统中控制主从传动轴传递转矩的离合器。
背景技术
随着交通领域的发展，石油资源枯竭和环境污染问题变得日益突出，因此节能降耗倍受汽车设计者与使用者的重。由于具有“零排放”、“低排放”的特点，电驱动汽车获得了国家的高度重视，电动汽车成为未来汽车发展的方向。电动汽车的关键技术之一是电驱动控制策略，尽管采用直流电机后有了一定的无级变速条件，但是电机仍存在满足爬坡与加速所需输出大转矩的同时不能满足最高车速所需输出高转速的问题。另外，由于电动汽车的启动、加减速是由电力开关控制，驾驶员在进行挂挡、坡起等操作时具有一定困难。为解决这一问题业界开发了多种电驱动技术方案，双电机并联驱动就是其中的技术方案之一。由于采取双电机驱动，每个电机的功率变小从而可以提高转数满足最高车速的要求，同时用转数覆盖的方法，增大减速器速比进而满足最大转矩需要。因此，该方案可以实现减速器固定速比直接驱动，并且具有不用换挡，操作简单等优点。但该双电机驱动方案在如何解决车轮悬空飞转、冰雪路面的车轮防滑飞转、柔性传动等问题时存在技术短板。鉴于此，本案经过创造性的思考提出了一种用于电动汽车的液压阻尼式离合器技术方案，使双电机输出轴通过本案设计的离合器进行耦合，实现互相传递转矩并联驱动的功能，解决了防滑差速与柔性传动等关键问题，为双电机并联驱动技术方案的推广提供了技术支撑。值得说明的是本案对于单电机驱动的电动汽车也非常适用。综上所述，为解决电动汽车中双电机耦合与单电机柔性驱动存在的技术问题，本案发明了一种用于电动汽车的液压阻尼式离合器，采用该离合器后可以提高传动系统部件的使用寿命、减少成本、降低滑转率、节约能源。
发明内容
本发明为一种用于电动汽车的液压阻尼式离合器，其特征为：离合器壳体径向开有活塞孔与电磁阻尼阀孔，壳体外圆中间加工有开口油道，壳体套上外密封环时能够形成内部密封油道，外密封环外圆镶有导电铜环。装配顺序为：离合器壳体一端连接输入轴，另一端是空腔用以安装具有三个或多个齿的凸轮转子；将凸轮转子同轴放进离合器壳体内，再用油封盖进行同轴支撑与密封，凸轮转子的另一端与输出轴连接；将每个活塞孔里安装一个活塞以及回位弹簧，每个电磁阻尼阀孔里安装一个电磁阻尼阀，并将该阀的驱动电线与导电铜环连接，再套上外密封环。其工作原理为：电磁阀通过导电铜环外部径向设置的导电触头进行上电，在其上电的条件下通过导电铜环给电磁阻尼阀通电，电磁阻尼阀工作后，其伸缩圆柱伸出并截断油道，液压油受到阻力，导致活塞径向运动产生阻力，因此离合器进入接合状态；反之离合器进入分离状态。因此本方案基于凸轮转子驱动径向活塞产生径向运动迫使液压油在每对活塞之间往返流动的工作原理，通过在中间油道处设置的电磁阻尼阀调整液压孔的面积进而改变往返流动的液体所受阻力的大小，从而迫使活塞推动或阻止凸轮转子转动，因此达到了离合器产生接合与分离的效果。
值得说明的是：如果不用电磁阻尼阀只用螺栓或其他机构阻塞油道也为可行备选方案，只要进行试验调整油道端面达到要求即可获得理想阻尼特性。
根据如上所述的工作原理，本案设计了径向具有六个活塞孔与六个电磁阻尼阀孔的离合器，下面做出具体介绍。
附图说明
图1是本案设计的一种用于电动汽车的液压阻尼式离合器的外形示意图。
图2是本案设计的一种用于电动汽车的液压阻尼式离合器的分解示意图。
图3是本案设计的一种用于电动汽车的液压阻尼式离合器的剖面示意图。
图4是本案设计的一种用于电动汽车的液压阻尼式离合器的原理示意图。
具体实施方式
图1是本案设计的一种用于电动汽车的液压阻尼式离合器的外形示意图，图中1为本案设计的离合器外形，图中2是导电触头示意图，图中2-1是导电触头的可伸缩圆柱触点。
图2是本案设计的一种用于电动汽车的液压阻尼式离合器的分解示意图，图中1-1是离合器的外密封环，图中1-2是导电铜环，图中1-3是离合器壳体，图中1-4是活塞，图中1-5是活塞的O形密封环，图中1-6是回位弹簧，图中1-7是电磁阻尼阀，图中1-7-1是电磁阻尼阀的伸缩圆柱，图中1-7-2是电磁阻尼阀的导线，该导线与图中1-2导电铜环连接，图中1-8是凸轮转子、图中1-9是密封圈，图中1-10是密封端盖，图中1-11是固定端盖的螺栓。
图3是本案设计的一种用于电动汽车的液压阻尼式离合器的剖面示意图，图中1-3-2是离合器壳体的内花键，与输入轴3连接，图中1-8-7是凸轮转子的内花键，与输出轴4连接；导电触头圆柱触点2-1与导电铜环1-2滑动连接，保证可靠导电。
图4是本案设计的一种用于电动汽车的液压阻尼式离合器的原理示意图，图中1-8-1、1-8-3、1-8-5是凸轮转子1-8的三个顶点，其分别与活塞4-1的1-4-1、1-4-3、1-4-5的三个顶点接触，类同，图中1-8-2、1-8-4、1-8-6是凸轮转子1-8的三个凹点，其分别与活塞4-1的1-4-2、1-4-4、1-4-6的三个顶点接触。不难理解，凸轮转子1-8旋转时处于上述凸轮转子凹点处的活塞压缩回位弹簧1-6开始上升，处于上述凸轮转子顶点的活塞在回位弹簧1-6的拉力作用下开始下降；图中的外密封环1-1与离合器壳体1-3形成的油道1-3-1中加满液压油，根据上述活塞的工作原理，上升的活塞将打出液压油，而下降的活塞将吸入液压油，如此产生液压油在图中油道1-3-1中往返流动；在每两个相邻活塞中间，也就是离合器壳体1-3的径向位置，安装了电磁阻尼阀1-7，其伸缩圆柱1-7-1可以截断液压油的流动，不难理解，上升的活塞将产生阻力，由于凸轮转子的旋转受到了阻力，因此如图3所示的输入轴3与输出轴4之间没有了相对转动，离合器进入接合状态。反之电磁阻尼阀1-7的伸缩圆柱1-7-1退回，油道1-3-1畅通，其中液压油能往返流动，活塞1-4没有受到阻力，输入轴3与输出轴4之间没有了相对转动，离合器进入分离状态。
下面说明相关的事项，在图2中所示的导电铜环1-2与外密封环1-1之间要保证绝缘，其具体采用粘接固化绝缘材料或其他机械连接办法固定在外密封环1-1上面，本案不再细述。
图1中的导电触头2装在离合器壳体1-3的径向外侧，应安装在减速器或其他壳体的外壳上，并保证上电时导电触头2上的导电触点2-1与导电铜环1-2可靠接触，从而确保给6个电磁阻尼阀1-7可靠通电，反之导电触头2掉电时应可靠保证6个电磁阀阻尼阀1-7断电；通电接合还是断电接合可以根据用户对离合器的要求处理。
应采取机械或高强度胶粘接方法确保图2中的外密封环1-1与离合器壳体1-3可靠形成油道1-3-1，并注意不得有杂质进入油道。
装配方法：在离合器壳体1-3空腔侧将凸轮转子1-8同轴放进离合器壳体1-3内，然后装进油封1-9，再装油封盖1-10，关于油封盖是否用轴承支撑可根据需要处理，本案不必细述；在以上组件装好后再在每个活塞孔1-3-2里放进一个活塞1-4，回位弹簧1-6，在每个电磁阻尼阀孔1-3-3里放进电磁阻尼阀1-7，然后再将离合器壳体1-3用外密封环套1-1在外圆上进行密封，为避免油压过高造成损坏，外密封环1-1由高强度材料制成，其上面装有导电铜环1-2，该外密封环1-1与离合器壳体1-3外圆形成内部密闭油道1-3-1，每对活塞之间的液体在该油道能够往返运动，导电铜环1-2在外部设置的供电触头2上电的条件下，电磁阻尼阀1-7工作，其伸缩圆柱1-7-1伸出截断油道，使活塞运动产生阻力，离合器进入接合状态；反之离合器进入分离状态。值得说明的是：如果不用电磁阻尼阀2只用螺栓进行试验调定油道端面，也可方便的获得理想阻尼特性。
如上所诉本案设计了一种用于电动汽车的液压阻尼式离合器，为机械领域及电动汽车领域提供了液体阻尼柔性传动条件，提升了传动部件的使用性能与使用寿命，同时降低了成本，并对节省能源具有一定的积极意义和作用。
本发明通过上面的实例进行举例说明，但是，应当理解，本案在这里涉及这些特殊实例和实施方案的目的，在于帮助本领域中的技术人员实践本发明；本领域技术人员应该意识到上述说明仅仅是对具体实施方式的示意阐述，本发明的范围并不限制于上述的特定实施案例，也不局限于上述的技术领域。

Claims (1)

1.一种用于电动汽车的液压阻尼式离合器,其技术特征为：离合器壳体一端连接输入轴，另一端是空腔用以安装具有三个或多个齿的凸轮转子；将凸轮转子同轴放进离合器壳体内，再用油封盖进行同轴支撑与密封，凸轮转子的另一端与输出轴连接；将每个活塞孔里安装一个活塞以及回位弹簧，每个电磁阻尼阀孔里安装一个电磁阻尼阀，并将该阀的驱动电线与导电铜环连接，再套上外密封环。其工作原理为：电磁阀通过导电铜环外部径向设置的导电触头进行上电，在其上电的条件下通过导电铜环给电磁阻尼阀通电，电磁阻尼阀工作后，其伸缩圆柱伸出并截断油道，液压油受到阻力，导致活塞径向运动产生阻力，因此离合器进入接合状态；反之离合器进入分离状态。因此本方案基于凸轮转子驱动径向活塞产生径向运动迫使液压油在每对活塞之间往返流动的工作原理，通过在中间油道处设置的电磁阻尼阀调整液压孔的面积进而改变往返流动的液体所受阻力的大小，从而迫使活塞推动或阻止凸轮转子转动，因此达到了离合器产生接合与分离的效果。
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